Embalse de Alcolea

La principal razón de la poca regulación en la cuenca del Odiel se debe a la fuerte contaminación de AMD que esta presenta (Olías et al., 2011), aunque a pesar de esta contaminación se planea la construcción de dos grandes embalses: La Coronada de 800 hm3 de capacidad y Alcolea con 274 hm3. La construcción del embalse de Alcolea es el proyecto más avanzado, en él se prevé la construcción de una presa de hormigón de arco-gravedad de 65 m de altura y 520 m de longitud, así como canales para la distribución del agua; el coste final de la construcción está presupuestado en 164 millones de euros.

El informe de Declaración de Impacto Ambiental de la presa de Alcolea (BOE 33, 2000) realiza una extrapolación sobre la futura calidad de las aguas del embalse basada en las actuales características hidroquímicas que encontramos en los embalses del Chanza y Olivargas, sin embargo esta comparación es completamente inapropiada, ya que hay importantes diferencias en el grado de contaminación por AMD de las aguas que reciben estos dos embalses y las que inundarían la presa de Alcolea (Olías et al., 2011). El embalse del Chanza pertenece a la cuenca del Guadiana y está afectado únicamente por un arroyo contaminado por AMD (Delgado et al., 2009), mientras que el embalse de Olivargas solo está afectado por dos arroyos ácidos (Sarmiento, 2007). En ambos embalses la atenuación natural y los procesos de dilución son suficientes para eliminar el contenido metálico y la acidez (Sarmiento, 2007).

Sin embargo, la Declaración de Impacto Ambiental de la presa de Alcolea no menciona en ningún momento el embalse del Sancho (Fig. 5.1) el cual se encuentra afectado por el río Meca, este río aunque solo recibe los efluentes ácidos de dos zonas mineras es uno de los más contaminados de la cuenca del Odiel (Sarmiento et al., 2009b).

Consecuentemente las aguas del embalse del Sancho tienen un bajo pH y altas concentraciones metálica, de modo que sus aguas son inapropiadas incluso para regadío. Las bases conceptuales de la Declaración de Impacto Ambiental de la presa de Alcolea tiene deficiencias fundamentales e inconsistencias, ya que el embalse se llenará con las aguas ácidas de los ríos Odiel y Oraque (Fig. 5.1), los cuales se encuentran afectados por al menos 30 descargas de AMD. La contaminación por AMD que presentan ambos ríos sugiere claramente que la calidad del agua en el futuro embalse de Alcolea podría ser similar o incluso peor que la calidad actual del embalse del Sancho (Olías et al., 2011).

5.1.4 Estrategias de remediación

La contaminación por AMD puede ser tratada mediante tecnologías activas o pasivas (Johnson y Hallberg, 2005), un tratamiento activo implica el uso de energía y una continua adición de reactivos químicos, mientras que los sistemas pasivos se basan en el flujo de agua por gravedad y en reacciones biogeoquímicas. Generalmente en zonas mineras abandonadas son las tecnologías pasivas las empleadas para el tratamiento del AMD (Younger et al., 2002).

Los sistemas pasivos convencionales (drenajes anóxicos calizos, sistemas reductores y productores de alcalinidad, etc.) han sido utilizados satisfactoriamente en distritos mineros de carbón afectados por AMD (Younger et al., 2002). Sin embargo su uso para tratar aguas ácidas de la FPI o zonas similares en el mundo se desaconseja, ya que la alta acidez y el alto contenido metálico de estas aguas rápidamente promueve el atasco y la pérdida de reactividad de los materiales reactivos empleados (Rötting, 2007).

Después de más de siete años de investigaciones y comprobaciones con tecnologías pasivas para el tratamiento de los AMD ricos en metales de la FPI, un nuevo diseño pasivo ha sido optimizado para las singulares características de los lixiviados ácidos de esta región. Esta novedosa mezcla reactiva, conocida como sustrato alcalino disperso (DAS), está formada por una matriz inerte gruesa (virutas de madera) que proporciona una alta porosidad y reduce los problemas de atasco, mezclada con un reactivo alcalino de tamaño de grano fino para incrementar la reactividad del sustrato e inducir un aumento del pH después de su disolución. Se usa arena caliza para eliminar metales trivalentes como Al y Fe, y polvo de magnesia (MgO) para eliminar metales divalentes (Zn, Mn, Cd, Ni, Co, etc.). Para una información más detallada de los diferentes experimentos de laboratorio y campo que han creado la configuración final del sistema de tratamiento DAS pueden consultarse los capítulos 2 y 3 de la presente tesis, así como

Directiva Marco del Agua Europea y construcción del embalse de Alcolea en la cuenca del Odiel: estrategias de restauración para una eficiente gestión de los recursos hídricos y económicos.

varios trabajos publicados en la literatura (Rötting et al., 2006, 2008a,b; Caraballo et al., 2009, 2011a,b; Pérez-López et al., 2011; Macías et al., 2012). Todos estos estudios han demostrado que el sistema DAS es capaz de tratar AMD con altas concentraciones de metales en la FPI. En la tabla 5.1 se ofrece un resumen de la contaminación y de la retención metálica obtenida por las diferentes secciones de la planta piloto de Monte Romero.

5.1.5 Objetivos

El reto en la aplicación de la Directiva Marco del Agua impulsa el desarrollo de nuevos enfoques de tratamientos de aguas contaminadas, la directiva fomenta el uso de métodos de modelización para optimizar todas las etapas del proceso de tratamiento, desde la caracterización de las condiciones de referencia y la evaluación del impacto hasta la identificación de las principales tareas de restauración para la mejora de la calidad de las aguas. El presente capítulo se basa en estos principios.

Se ha combinado una revisión bibliográfica sobre el estado actual del agua en los principales cursos fluviales de la cuenca del Odiel junto con una modelización termodinámica de mezcla de aguas para simular cada confluencia de la red fluvial contaminada por AMD aguas arriba del futuro embalse de Alcolea. Una vez creado el modelo del sistema completo, se ha optimizado, también mediante la modelización termodinámica, el número de descargas ácidas que deben ser tratadas mediante la tecnología DAS. El objetivo principal es proporcionar las bases para un futuro plan de restauración de la cuenca del Odiel centrado principalmente en la calidad del agua del embalse de Alcolea. 5.2 METODOLOGÍA pH Al Ca Cu Fe Mg Mn SO4 Zn Pozo 3 100 250 5 275 255 18 3430 440 DAS-calizo 6.1 nd 608 nd nd 279 15 3300 360 Modelo DAS-calizo 6.4 0 574 0 0 230 14 2703 364 DAS-magnésico 9.8 nd 483 nd nd 344 nd 3250 nd Modelo DAS-magnésico 9.5 0 574 0 0 490 0 2703 0

Tabla 5.1. Composición química y valores de pH a la salida de los

diferentes pasos del sistema pasivo piloto instalado en Monte Romero. Datos medios de 5 campañas de muestreo, los valores reales son comparados con valores modelizados con PHREEQC

mg/L

Para la realización de este trabajo se ha realizado una revisión bibliográfica crítica de la química de las aguas de los principales focos de contaminación por AMD y de los cursos fluviales más importantes pertenecientes a las sub-cuencas del Odiel y del Oraque (Asta et al., 2010; Cánovas et al., 2007; Grande et al., 2010; Sánchez España et al., 2005a,b; Sarmiento, 2007; Sarmiento et al., 2009a,b).

La base de datos obtenida a partir de esta revisión de la literatura es la utilizada en este estudio y se presenta en la tabla 5.2, esta comprende las descargas puntuales de AMD más relevantes (pozos y galerías, salidas de lagos de cortas mineras y embalses ácidos, o lixiviados de escombreras de residuos mineros) obtenidos de Sánchez España et al. (2005a), Sarmiento (2007) y Asta et al. (2010), también se utilizaron valores representativos de los principales ríos y arroyos, afectados o no por AMD, de las dos sub-cuencas tributarias del futuro Embalse de Alcolea, los cuales se tomaron de Sarmiento, (2007). Finalmente para los cursos fluviales no afectados por AMD en los que no hay disponibles datos hidroquímicos reales, se utilizaron valores de fondo ("background") para áreas específicas de la zona de estudio, estos valores se obtuvieron de Sarmiento et al. (2009a).

Nombre Tipo Caudal (L/s) pH Pe Alc Al Ca Cu Fe K Mg Mn Na SO4 Zn

1 Odiel* Río natural 110 8.7 6.3 190 n.d. 30 n.d. n.d. 1 11 n.d. 10 10 n.d. 1A Concepción* Corta 2.8 3.14 11.9 n.d. 157 78 13 1089 1 177 46 9 5117 111 1B San Platón+ Galería 2 2.5 10.1 n.d. 247 108 69 1780 3 85 5 25 5850 227 1C Esperanza+ Galería 2.2 2.7 10.1 n.d. 152 103 39 965 4 100 3 25 3710 24

1D Soldado+ Galería 2 2.5 11.2 n.d. 33 31 5 147 2 30 1 19 800 8

1E Poderosa* Galería 5 2.05 10.1 n.d. 232 53 122 1330 2 46 6 13 5690 550 2 Odiel * Río contaminado n.a. 2.9 12.5 n.d. 13 51 5 18 2 41 3 23 512 9 3 Agrio * Arroyo contaminado 873 2.8 11.7 n.d. 429 236 58 264 3 684 84 42 7016 122 3A Corta Atalaya+ Corta 90 2.7 10.4 n.d. 1810 325 183 1290 n.d. 1800 251 11 23300 463 3B Embalse del Cu + Embalse ácido 220 4.6 8.1 n.d. 30 382 18 4 10 87 7 94 1670 12

4 Seca• Arroyo natural n.a 7.2 6.8 91 n.d. 17 n.d. n.d. 1 11 n.d. 16 30 n.d. 4A Angostura+ Galería 0.4 2.7 11.5 n.d. 57 27 21 127 1 100 3 11 1250 6

5 Seca* Arroyo contaminado n.a. 5.6 n.a n.d. 3 5 3 1 1 42 1 9 69 n.d. 6 Escalada* Arroyo natural 22.6 8.2 6.2 155 n.d. 28 n.d. n.d. 1 12 n.d. 15 10 n.d. 6A San Miguel+ Pozo 1.5 2.3 9.5 n.d. 265 112 21 1426 n.d. 251 23 11 5890 13

7 Escalada* Arroyo contaminado 18 3.7 9 n.d. 5 36 1 11 1 24 2 14 282 1 8 Olivargas* Arroyo natural n.a. 7.14 7.6 26 n.d. 8 n.d. n.d. 1 4 n.d. 7 35 n.d. 8A Cueva Mora+ Galería 3.5 3.3 9.5 n.d. 125 288 3 511 2 181 22 22 n.a. 125 8B Aguas Teñidas Pozo 2 3.1 10.2 n.d. 34 89 8 162 1 87 8 24 1370 51

8C Zarza+ Galería 1 3.6 10.3 n.d. 57 266 2 37 2 247 49 32 2160 4

9 Olivargas* Arroyo contaminado n.a. 4.9 7.9 n.d. 1 8 n.d. 2 1 5 1 7 32 n.d. 10 Villar* Arroyo natural n.a. 6.5 6.1 64 n.d. 25 n.d. n.d. 1 16 n.d. 15 109 n.d.

10A Gloria+ Galería 1 2.8 11.4 n.d. 46 90 77 183 2 47 6 26 1310 3

10B TºSªRosa‡ Galería 1.4 3.1 10.1 n.d. 79 173 20 796 2 143 45 26 2939 64 11 Villar* Arroyo contaminado n.a. 2.8 12.4 n.d. 32 122 4 15 2 77 23 32 1024 26

12 Sotiel* Galería n.a. 3.1 n.a. n.d. 20 65 3 38 3 78 26 14 819 47

Tabla 5.2. Base de datos utilizada en este estudio

*Sarmiento (2008) +Sanchez-España (2005a) •Sarmiento et al (2009a) ‡Asta et al (2010)

Directiva Marco del Agua Europea y construcción del embalse de Alcolea en la cuenca del Odiel: estrategias de restauración para una eficiente gestión de los recursos hídricos y económicos.

Esta base de datos fue geoquímicamente modelizada mediante el código PHREEQC Interactive 2.15.0 (Parkhurst, 1999), usando la base de datos termodinámicos WATEQ4F (Ball y Nordstrom, 1991). Una explicación detallada del modelo conceptual, la validación del modelo y su aplicación con datos del tratamiento DAS para proponer una estrategia de restauración para las sub-cuencas del Odiel y Oraque se presentarán en la siguiente sección.

5.3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN